[发明专利]一种生物分步浸提涉重危废和次生矿中有价金属的方法

说明书

本发明涉及一种利用生物分步浸提技术回收涉重危废和次生矿中有价金属的方法，属于危险固体废物资源化处理技术领域。本发明的有益效果是通过生物非接触浸提快速溶释涉重危废和次生矿中大部分目标金属，并通过失效非接触浸液再生‑循环浸提实现金属的积累富集；高固液比下借助生物接触沥浸进一步溶释非接触残渣中其余剩余有价金属，并通过失效接触浸液再生‑循环浸提实现金属的积累富集。通过非接触沥浸‑接触沥浸耦合工艺及两工段独立再生‑循环浸提实现涉重危废和次生矿中目标金属快速、高效和彻底地溶释和富集。

技术领域

本发明涉及一种利用生物分步浸提技术回收涉重危废和次生矿中有价金属的方法，属于危险固体废物资源化处理技术领域。

背景技术

随着全球金属资源消耗持续增加和矿产资源储量日趋匮乏的矛盾不断加剧，从包括废催化剂、失效电池、电镀污泥、白合金等涉重危废和次生矿中回收有价金属受到了国内外的广泛关注。如炼油催化剂中含有有价金属镍、钼、钴等；失效锂电三元材料中含有锂、镍、钴、锰；白合金中含有高浓度铜和钴；电镀污泥中含有镍、铜、锌、铬等。

当前，铜、镍、钴、钼、锂的吨价格分别为5万、10万、60万、20万和20万元人民币。而且随着动力电池和电子产品的产量增加，这些有价金属的市场需求将持续增加，它们的市场价格尤其是储量小的金属类型如钴等的价格将保持较高的增长。从这些涉重危废和次生矿中有价金属回收，不仅降低了对环境和人体的潜在危害，而且提高了资源的循环利用效率，产生了可观的经济效益。

生物沥浸指在常温常压条件下通过微生物的作用实现固相材料中的目标金属溶释并进入液相的过程。由于具有经济高效、环境友好、绿色安全的特点，生物沥浸技术在低品位硫化矿的金属浸提中得到广泛的研究和应用。近年来，应用生物沥浸技术浸提涉重危废和次生矿中目标金属也得到国内外研究者的极大关注和深入研究。

绝大多数涉重危废物的物相组成是氧化物或氢氧化物，目标金属溶释机理包括接触机制和非接触机制。接触机制在金属溶释时需要固体物料和菌株的直接接触，因而沥浸周期长(7-14天甚至数周)；非接触机制是菌株代谢产物H⁺，Fe²⁺，Fe³⁺等与固体物料发生快速化学反应从而导致金属溶出，无需固体物料和菌株的直接接触，因而沥浸周期短(6-12小时)。

过去的涉重危废和次生矿生物沥浸研究大都以接触机制方式溶释金属，导致周期长，处理量小，实用性差。实际上，涉重危废和次生矿中金属溶释非接触机制占60％-90％，接触机制占10％-40％。如果将非接触机制和接触机制分开，即先通过非接触机制将大部分目标金属快速浸出，再在高固液比条件下借助接触机制将剩余的金属溶释，可以大幅提高废物处理量和技术实用性。同时，在非接触机制和接触机制两段生物沥浸工艺中分别进行沥浸再生-循环浸提，可以大幅提高两段沥浸中目标金属的浸提浓度，为后续的高效萃取和提纯创造有利条件。

发明内容

本发明为了提高涉重危废和次生矿有价金属生物沥浸的处理效率和处理量，将非接触机制和接触机制进行分离并耦合；为了提高沥浸液中有价金属浓度以利于金属的分离纯化，在两段耦合沥浸分别进行沥浸再生-循环浸提。这种生物分步沥浸-再生循环工艺可同时提高涉重危废的处理效率以及沥液金属浓度，对于涉重危废生物沥浸技术的实际应用具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种生物分步浸提涉重危废及次生矿中有价金属的方法，包括以下七个步骤：

步骤一，涉重危废和次生矿的预处理，涉重危废和次生矿经破碎筛分后制成成粒度为50-200μm的细小颗粒，再置于60-120℃下烘干；破碎后的涉重危废用于生物分步浸提；